KR20050099818A - Non balanced dual weight coding/decoding method on a hdds system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템에서 홀로그램 데이터를 기록/재생할 때 적정 레벨의 코드 레이트(code rate)를 유지하면서도 재생 에러를 최소화시키는데 적합한 홀로그래픽 데이터 기록/저장시의 데이터 코딩/디코딩 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명에서는 HDDS 시스템에서 홀로그래픽 데이터 기록을 위한 데이터 코딩 시 8:11 듀얼 웨이트 바이너리 디퍼런셜 코딩을 통해 8비트 데이터를 11비트 코딩 데이터로 변환시키는 것이 가능하도록 구현함으로써, 8비트 데이터를 표현하기 위해 12 비트를 사용하는 종래 밸런스드 코드와는 달리 11비트로 구현이 가능하여 코드율을 높일 수 있으며, 또한 12비트 중 1의 개수를 6개 선택하는 종래 밸런스드 코딩방법과 달리 1의 개수를 4개를 선택하므로 디코딩시 검출에 의한 에러를 줄일 수 있게 된다.The present invention relates to a data coding / decoding method for holographic data recording / storage suitable for minimizing a reproduction error while maintaining a proper code rate when recording / reproducing holographic data in a holographic digital data storage and reproduction system. It is about. That is, in the present invention, 8-bit data is represented by converting 8-bit data into 11-bit coded data through 8:11 dual-weight binary differential coding when coding data for recording holographic data in the HDDS system. Unlike conventional balanced code that uses 12 bits, the code rate can be increased to 11 bits, and the code rate can be increased. Also, unlike the conventional balanced coding method that selects 6 of 1 out of 12 bits, the number of 1s is 4 This makes it possible to reduce errors due to detection at the time of decoding.
Description
본 발명은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템(Holographic Digital Data Storage/Reproducing System)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장 매체(예를 들면, 광 굴절성 크리스탈)에 홀로그램 데이터를 저장(기록)하고, 저장된 홀로그램 데이터를 재생할 때 적정 레벨의 코드 레이트(code rate)를 유지하면서도 재생 에러를 최소화시키는 데 적합한 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템과 데이터 코딩/디코딩 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a holographic digital data storage / reproducing system, and more particularly, to store (record) hologram data in a storage medium (for example, an optical refractive crystal), A holographic digital storage and playback system and data coding / decoding method suitable for minimizing playback error while maintaining an appropriate level of code rate when reproducing stored hologram data.
통상적으로 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템은 대상 물체로부터의 물체 광과 기준 광을 서로 간섭시킬 때 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(Amplitude)에 민감하게 반응하는 저장 매체, 예를 들면 크리스탈(crystal) 등의 저장 매체에 기록(저장)하는 것으로, 기준광의 각도를 변화시키는 방법 등에 의해 물체광의 강도 및 방향까지도 기록함으로서, 물체의 3차원 상을 표시할 수 있고, 또한 2진 데이터로 된 페이지(page) 단위로 구성되는 수백에서 수천 개의 홀로그램을 동일 장소에 저장할 수 있다.Typically, holographic digital storage and playback systems employ storage media, for example crystals, that are sensitive to the amplitude of the interference fringes by the interference fringes that occur when the object light from the object and the reference light interfere with each other. By recording (storing) to a storage medium such as the above, the intensity and direction of the object light can also be recorded by a method of changing the angle of the reference light or the like, so that a three-dimensional image of the object can be displayed and a page of binary data ( Hundreds to thousands of holograms can be stored in the same place.
즉, 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템은, 홀로그램 데이터를 저장 매체에 기록하는 기록모드 시에, 광원에서 방생한 레이저광을 기준 광과 물체 광으로 분기시키고, 물체 광을 외부 입력 데이터(즉, 저장하고자 하는 입력 데이터)에 따라 픽셀들이 명암을 이루는 2진 데이터로 변조하며, 변조된 물체 광(즉, 신호 광)과 분기되어 기설정된 편향 각으로 반사시킨 기록용 기준 광을 서로 간섭시킴으로서 얻어지는 간섭 무늬를 입력 데이터에 대응하는 홀로그램 데이터로써 저장 매체에 기록한다.That is, the holographic digital storage and reproducing system, in the recording mode in which the holographic data is recorded in the storage medium, splits the laser light generated by the light source into the reference light and the object light, and stores the object light with external input data (ie, storage). Interference fringes obtained by modulating pixels with binary data in contrast, and interfering with the modulated object light (ie, signal light) and the recording reference light reflected at a predetermined deflection angle. Is recorded on the storage medium as hologram data corresponding to the input data.
한편, 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템내의 저장 매체에 홀로그램 데이터를 기록한 후 재생하는 경우, 레이저광의 세기(intensity), 렌즈에 의한 왜곡, 시스템 내부의 스캐터링 및 회절 등 여러 가지 요인에 의해, 재생신호는 전체적으로 가우시안분포 세기를 가지게 된다.On the other hand, when recording and reproducing hologram data on a storage medium in the holographic digital storage and reproducing system, the reproduction signal is generated by various factors such as the intensity of the laser light, distortion by the lens, scattering and diffraction in the system, and the like. Has a Gaussian distribution overall.
위와 같은 가우시안 분포를 가지는 재생신호를 디코딩하는 가장 일반적인 방법으로 임계값을 이용하는 방식이 있으며, 이러한 임계값 이용 방식으로는 픽셀의 평균이나 0.5값을 이용하는 방식과 국부 임계값을 이용하는 방식이 있다.The most common method of decoding a reproduction signal having a Gaussian distribution as described above is a method using a threshold value. The method of using a threshold value includes a method using an average or 0.5 value of a pixel and a method using a local threshold value.
상기한 임계값 이용 방식 중 전자의 경우는 픽셀의 평균이나 0.5값보다 크면 1로 판독하고, 그보다 작으면 0으로 판독하는 방법이다. 그러나, 이 방법의 경우 코드 레이트(code rate)는 높으나 상술한 바와 같은 이유로 인해 재생 에러율(특히, 한 페이지의 모서리 부분에서의 재생 에러율)이 매우 높게 나타나기 때문에 현실적으로 적용이 어렵다는 문제를 갖는다.In the former case of using the threshold value, the former is read as 1 when the average or the value of the pixel is larger than 0.5, and when it is less than 0, the threshold value is read. However, this method has a problem that the code rate is high, but the reproduction error rate (particularly, the reproduction error rate at the corner of one page) is very high for the above-mentioned reasons, so that it is difficult to apply in reality.
또한, 임계값 이용 방식 중 후자(즉, 국부 임계값 이용 방식)의 경우는 한 페이지의 재생신호를 여러 개의 영역으로 분할하고, 분할된 각 영역에 대해 서로 다른 임계값을 적용, 즉 페이지의 중심에 가까울수록 상대적으로 높은 임계값을 적용하고 페이지의 중심으로부터 멀어질수록(즉, 모서리 부분에 근접할수록) 상대적으로 낮은 임계값을 적용하여 1과 0을 판정하는 방식이다.In the latter method of using a threshold value (that is, using a local threshold value), the playback signal of one page is divided into several regions, and different threshold values are applied to each divided region, that is, the center of the page. The closer to, the higher threshold is applied, and the farther away from the center of the page (ie, closer to the edge), the lower threshold is applied to determine 1 and 0.
그러나, 이 방법의 경우 코드 레이트가 높고 재생 에러율이 낮다는 장점을 갖는 반면에, 노이즈 패턴의 양상이 다른 경우 여러 시스템간의 호환성이 떨어진다는 문제를 갖는다. 즉, 각 시스템들은 시스템의 특성 및 주변 환경 등에 따라 서로 다른 양상의 노이즈 패턴을 갖게 되는 데, 이와 같이 노이즈 패턴이 서로 다르게 나타나는 시스템들에 규격화된 기준으로 분할한 임계값 기준들을 동일하게 적용하게 되면, 결과적으로 재생 에러율이 증가할 수밖에 없게 되고, 이로 인해 재생 에러율이 증가하게 된다는 문제를 갖는다.However, this method has the advantage that the code rate is high and the reproduction error rate is low. On the other hand, when the aspect of the noise pattern is different, the compatibility between various systems is inferior. That is, each system has a different pattern of noise according to the characteristics of the system and the surrounding environment. If the threshold values divided by the standardized standards are applied to the systems in which the noise pattern is different from each other, As a result, the reproduction error rate is inevitably increased, thereby increasing the reproduction error rate.
한편, 재생신호의 에러율을 감소시키기 위한 다른 방식으로는 국부적으로 1이 0보다 큰 것을 이용하여 입력 데이터를 코딩한 후에 저장 매체에 기록하고, 재생 후에는 그 역으로 디코딩을 수행하는 방식이다. 예를 들어, 01은 0으로, 10은 1로 코딩하여 기록하고 재생 후에는 그 역 과정을 통해 디코딩하는 방식이다.On the other hand, another method for reducing the error rate of the reproduction signal is a method in which input data is coded using a local value of 1 greater than 0, then recorded on a storage medium, and vice versa after reproduction. For example, 01 is coded as 0, 10 is coded as 1, and recorded and decoded after reversing.
그러나, 상기한 방식의 경우 재생 에러율을 낮출 수 있는 장점을 갖는 반면에 코드 레이트(50%)가 현저하게 저하된다는 다른 문제점을 갖는다.However, the above-described method has another problem that the code rate (50%) is considerably lowered while having the advantage of lowering the reproduction error rate.
다음에, 재생신호의 에러율을 감소시키기 위한 또 다른 방식으로는 1의 수와 0의 수가 같도록 코딩하여 저장 매체에 기록하고, 재생 후에는 세기의 순서에 의해 디코딩하는 방식이다.Next, another method for reducing the error rate of the reproduction signal is a method in which the number of 1s and the number of 0s are coded so as to be recorded on the storage medium, and after reproduction, decoding is performed in the order of intensity.
예를 들어, 6 : 8의 경우, 8비트 중 1과 0의 개수가 같은 64개의 조합을 64개의 데이터와 연관시키고(6비트 → 8비트), 재생 시에는 재생된 신호 중(8비트 신호) 세기가 큰 것 4개를 1로, 나머지는 0으로 한 조합을 만들고 이를 6비트로 전환하여 디코딩하는 방식이다.For example, in the case of 6: 8, 64 combinations of the same number of 1s and 0s of 8 bits are associated with 64 data (from 6 bits to 8 bits), and during reproduction (8-bit signal) It is a method of making a combination of four high strengths to 1 and the rest to 0, and converting them to 6 bits to decode them.
그러나, 상기한 방식은 재생 에러율이 낮다는 장점을 가짐과 동시에 상술한 스탠포드 방식에 비해 상대적으로 높은 코드 레이트를 갖지만 이상적인 코드 레이트(즉, 코드 레이트 1)에 근접하기에는 여전히 코드 레이트가 낮다는 문제를 갖는다.However, the above-described scheme has the advantage of having a low reproduction error rate and at the same time has a relatively high code rate compared to the aforementioned Stanford scheme, but still has a low code rate to be close to an ideal code rate (i.e., code rate 1). Have
즉, 4 : 6에서는 대략 67% 정도의 코드 레이트를 갖고, 6 : 8에서는 대략 75% 정도의 코드 레이트를 갖으며, 8 : 12에서는 대략 67% 정도의 코드 레이트를 갖게 되는 데, 이런 정도의 코드 레이트는 저장 매체 용량의 이용 효율성을 충족시키기에는 여전히 부족하다고 할 수 있다.That is, it has a code rate of about 67% at 4: 6, a code rate of about 75% at 6: 8, and a code rate of about 67% at 8: 12. Code rate is still insufficient to meet the utilization efficiency of the storage medium capacity.
따라서, 본 발명의 목적은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템에서 홀로그램 데이터를 기록/재생할 때 적정 레벨의 코드 레이트(code rate)를 유지하면서도 재생 에러를 최소화시키는데 적합한 홀로그래픽 데이터 기록/저장시의 데이터 코딩/디코딩 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to code data during holographic data recording / storage, which is suitable for minimizing reproduction errors while maintaining a proper code rate when recording / reproducing holographic data in a holographic digital data storage and reproduction system. / Decoding method.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, HDDS 시스템에서 홀로그래픽 데이터 기록시 넌밸런스드 듀얼 웨이트 코딩 방법으로서, (a)입력되는 데이터를 코딩을 위해 일정 기준 비트수 단위의 데이터 워드로 그룹핑시키는 단계와, (b)입력 데이터를 그룹핑 수행된 두 개의 기준 비트수 단위 데이터워드와 1비트의 기준비트를 포함하는 기준블록으로 코딩하는 단계와, (c)기준비트의 논리 데이터값에 따라 후속되는 두 개의 데이터 워드를 상기 그룹핑된 데이터 워드의 코딩시 맵핑이 가능하도록 산출된 서로 다른 두 가지 타입의 넌밸런스드 듀얼 웨이트 코드로 교번적으로 코드를 수행시키는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a non-balanced dual weight coding method for recording holographic data in an HDDS system, comprising: (a) grouping input data into data words of a predetermined reference bit unit for coding; (b) coding the input data into a reference block including two reference bit unit datawords and 1 bit of reference bits grouped, and (c) two subsequent bits according to the logical data values of the reference bits. Alternately performing the code with two different types of non-balanced dual weight codes calculated to enable mapping of the data words in coding the grouped data words.
또한 HDDS 시스템에서 홀로그래픽 데이터 재생시 넌밸런스드 듀얼 웨이트 디코딩 방법으로서, (a')재생 요구시 넌밸런스드 듀얼 웨이트 코딩된 데이터를 저장매체로부터 CCD를 통해 수신하는 단계와, (b')수신된 재생 데이터에 대해 블록화 수행된 두 개의 기준 비트수 단위 데이터 워드와 1비트의 기준비트를 포함하는 기준블록으로 분리시키는 단계와, (c')기준비트의 논리 데이터값에 따라 후속되는 두 개의 코딩된 데이터 워드 각각에 대한 넌밸런스드 듀얼 웨이트 코드 타입을 판별하는 단계와, (d')판별된 넌밸런스드 듀얼 웨이트 코드 타입으로 해당 코드화된 데이터 워드를 블록 디코딩 수행하여 원 데이터를 복원시키는 단계를 포함한다.In addition, a non-balanced dual weight decoding method for reproducing holographic data in a HDDS system, comprising: (a ') receiving non-balanced dual weight coded data from a storage medium through a CCD when a reproduction is requested, and (b') receiving received data. Dividing the data into two reference bit unit data words and a reference block including 1 bit of reference bits blocked on the data; and (c ') two coded data following the logical data values of the reference bits. Determining a non-balanced dual weight code type for each word; and (d ') performing block decoding on the coded data word with the determined non-balanced dual weight code type to restore original data.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예의 동작을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operation of the preferred embodiment according to the present invention.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 블록 구성도를 도시한 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 1 is a block diagram of a holographic digital data storage and reproducing system to which an embodiment of the present invention is applied. Referring to FIG. 1,
도 1을 참조하면, 저장 및 재생 시스템(110)은, 통상의 일반적인 재생 시스템을 나타내는 것으로, 홀로그래피에서 요구되는 레이저광을 발생하는 광원(111), 3차원상의 홀로그램 데이터(즉, 간섭 무늬)를 저장하는 저장 매체(119)(예를 들면, 광 굴절성 크리스탈) 및 CCD(120)를 포함하며, 이러한 광원(111)과 저장 매체(119) 사이에는 다수의 광학계를 포함하는 두 개의 경로, 즉 기준 광 처리 경로(PS1)와 물체 광 처리 경로(PS2)가 형성된다.Referring to FIG. 1, the storage and reproducing system 110 represents a general general reproducing system, and includes a light source 111 for generating laser light required by holography, and three-dimensional hologram data (ie, an interference fringe). A storage medium 119 (e.g., a photorefractive crystal) and a CCD 120 for storing, and between these light sources 111 and the storage medium 119 are two paths comprising a plurality of optical systems, i.e. The reference light processing path PS1 and the object light processing path PS2 are formed.
먼저, 광 분리기(112)에서는 광원(111)으로부터 입사되는 레이저광을 기준 광과 물체 광으로 분기하는 데, 여기에서 분기된 수직 편광의 기준 광은 기준 광 처리 경로(PS1)로 제공되고 분기된 물체 광은 물체 광 처리 경로(PS2)로 제공된다.First, the light splitter 112 splits the laser light incident from the light source 111 into a reference light and an object light, wherein the reference light of the vertically polarized light is provided to the reference light processing path PS1 and branched. Object light is provided to the object light processing path PS2.
다음에, 기준 광 처리 경로(PS1)상에는 셔터(113), 반사경(114) 및 액츄에이터(115)가 기준광의 출사 방향으로 구비되며, 이러한 광 전달 경로를 통해 기준 광 처리 경로(PS1)에서는 홀로그램 데이터의 기록 또는 재생에 필요한 기준 광을 기설정된 소정의 편향 각으로 반사시켜 저장 매체(119)에 제공한다.Next, the shutter 113, the reflector 114, and the actuator 115 are provided on the reference light processing path PS1 in the emission direction of the reference light, and the hologram data is provided on the reference light processing path PS1 through the light transmission path. The reference light required for recording or reproducing the light is reflected to a predetermined deflection angle and provided to the storage medium 119.
여기에서, 기록 또는 재생 시에 이용되는 기준 광은 각 페이지 단위의 2진 데이터를 저장 매체(119)에 기록할 때마다 액츄에이터(115)를 이용해 반사경(114)을 회전시켜 그 편향각도(θ)를 변화시키는 방법으로 제어되는 데, 이러한 기준 광 편향 기법을 통해 수백 내지 수천 개의 홀로그램 데이터를 저장 매체(119)에 저장하거나 혹은 저장된 홀로그램 데이터를 재생할 수 있다.Here, the reference light used at the time of recording or reproducing rotates the reflector 114 using the actuator 115 each time the binary data of each page unit is recorded on the storage medium 119, and the deflection angle θ of the reference light is used. The reference optical deflection technique may store hundreds to thousands of hologram data in the storage medium 119 or reproduce the stored hologram data.
한편, 물체 광 처리 경로(PS2)상에는 셔터(116), 반사경(117) 및 공간 광 변조기(118)가 물체광의 출사 방향으로 순차 구비되는 데, 셔터(116)는 도시 생략된 시스템 제어 수단으로부터의 제어에 따라, 기록모드 시에는 개방 상태를 유지하고, 재생모드 시에는 차단 상태를 유지한다.On the other hand, the shutter 116, the reflector 117 and the spatial light modulator 118 are sequentially provided on the object light processing path PS2 in the emission direction of the object light, and the shutter 116 is provided from the system control means (not shown). According to the control, the open state is maintained in the recording mode, and the cutoff state is maintained in the reproduction mode.
따라서, 광 분리기(112)로부터 분기되어 셔터(116)의 개구를 통해 입사되는 물체 광은 반사경(117)을 통해 소정의 편향 각으로 반사된 후 공간 광 변조기(118)로 전달된다.Thus, the object light branched from the light separator 112 and incident through the opening of the shutter 116 is reflected at a predetermined deflection angle through the reflector 117 and then transmitted to the spatial light modulator 118.
이어서, 공간 광 변조기(118)에서는 반사경(117)으로부터 전달되는 물체 광을 데이터 코딩 장치(130)로부터 제공되는 입력 데이터(즉, 본 발명에 따라 코딩된 입력 데이터)에 따라 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조, 즉 일 예로서 입력 데이터가 영상의 한 프레임 단위로 된 화상 데이터일 때 공간 광 변조기(118)로 입사되는 물체 광은 한 프레임 단위의 신호 광으로 변조된 후, 기준 광 처리 경로(PS1)의 반사경(114)에서 입사되는 기준 광과 동기를 맞추어 저장 매체(119)로 입사된다.Subsequently, in the spatial light modulator 118, the object light transmitted from the reflecting mirror 117 is formed by the contrast of pixels according to the input data provided from the data coding apparatus 130 (that is, the input data coded according to the present invention). Modulation in units of one page of binary data, i.e., object light incident on the spatial light modulator 118 when the input data is image data in one frame unit of an image is modulated into signal light in one frame unit. The light incident on the storage medium 119 is synchronized with the reference light incident on the reflector 114 of the reference light processing path PS1.
따라서, 저장 매체(119)에서는, 기록모드 시에, 공간 광 변조기(118)로부터 제공되는 2진 데이터의 페이지 단위로 변조된 신호 광과 이에 대응하는 편향각도(θ)를 가지고 반사경(114)으로부터 입사되는 기록용 기준 광간의 간섭을 통해 얻어지는 간섭 무늬가 기록된다. 즉, 변조된 물체 광과 기준 광간의 간섭에 의해 얻어지는 간섭 무늬의 강도에 따라 저장 매체(119) 내부에서 운동 전하의 광 유도 현상이 발생하는 데, 이러한 과정을 통해 저장 매체(119)에 3차원 상 홀로그램 데이터의 간섭 무늬가 기록된다.Accordingly, in the storage medium 119, in the recording mode, the reflector 114 has a signal light modulated in units of pages of binary data provided from the spatial light modulator 118 and a deflection angle θ corresponding thereto. An interference fringe obtained through interference between incident reference light for reference is recorded. That is, the light induced phenomenon of the kinetic charge occurs in the storage medium 119 according to the intensity of the interference fringe obtained by the interference between the modulated object light and the reference light. An interference fringe of the image hologram data is recorded.
한편, 데이터 코딩 장치(130)는 그룹 설정 블록(132)과 코딩 블록(134)을 포함하는 데, 그룹 설정 블록(132)에서는 외부로부터 입력되는 디지털 입력 데이터(즉, 저장 매체에 기록하고자 하는 입력 데이터)를 N비트 단위(예를 들면, 3비트, 4비트, 5비트, 6비트 등)로 블록화하여 그룹으로 분리하며, 여기에서 그룹으로 분리된 각 블록 데이터들은 코딩 블록(134)으로 전달되어 본 발명에 따른 넌밸런스드 듀얼 웨이트 코드로 코딩된다.Meanwhile, the data coding apparatus 130 includes a group setting block 132 and a coding block 134. In the group setting block 132, digital input data input from the outside (that is, an input to be recorded in a storage medium). Data) into N-bit units (eg, 3 bits, 4 bits, 5 bits, 6 bits, etc.) and divided into groups, where each block data separated into groups is passed to the coding block 134. Coded with a non-balanced dual weight code according to the present invention.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그래픽 시스템에서 기록 효율을 높이는 데이터 코딩 처리 흐름을 도시한 것이다. 이하 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 넌밸런스드 듀얼 웨이트 코딩(non balanced dual weight coding) 동작을 상세히 설명하기로 한다. 특히 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의상 8:11 듀얼 웨이트 바이너리 블록 코드를 이용한 넌밸런스드 듀얼 웨이트 코딩 방법을 예를 들어 설명하기로 한다.2 illustrates a data coding process flow for increasing recording efficiency in a holographic system according to an exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, a non-balanced dual weight coding operation according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. In particular, in the embodiment of the present invention, a non-balanced dual weight coding method using an 8:11 dual weight binary block code will be described as an example for convenience of description.
상기 8:11 듀얼 웨이트 바이너리 디퍼런셜 코딩이라 함은 입력되는 데이터 워드를 8비트 단위 블록화시킨 후, 이를 11비트로 코딩시키는 것을 의미하는 것으로 8비트로 표현 가능한 데이터가 28 =256 이고, 이를 1의 개수가 4 또는 7 포함된 11비트로 표현할 시 표현 가능한 경우의 수가 11C4=330, 11C7=330이 되므로 8비트 데이터에 대한 11비트 코딩 데이터로의 매핑(mapping)이 가능하여 코딩이 가능하다. 이때 본 발명에서는 입력되는 8비트 단위 두 개의 데이터 워드(data word)를 1블록으로 그룹핑(grouping)한 후, 각 블록내 8비트 데이터에 대해 1의 개수가 4개인 A 타입의 11비트 코드데이터와 1의 개수가 7개인 B 타입의 11비트 코드데이터의 서로 다른 두 가지 타입으로 혼합해서 코딩시킴으로서 22비트 내에는 11개의 1의 개수가 포함되도록하여 밸런싱을 이루도록 하였다.The 8:11 dual weight binary differential coding means that an input data word is blocked by 8 bits and then coded into 11 bits. The data that can be represented by 8 bits is 2 8 = 256 and the number of 1 When represented by 11 bits including 4 or 7, the number of cases that can be represented is 11 C 4 = 330 and 11 C 7 = 330, so mapping to 8-bit data to 11-bit coded data is possible and coding is possible. At this time, in the present invention, after grouping two data words inputted in 8-bit units into one block, 11-bit code data of type A having 4 numbers of 1 for 8-bit data in each block and By mixing two different types of B-type 11-bit code data having 7 numbers of 1s, balancing is achieved by including 11 numbers of numbers within 22 bits.
즉, 먼저 데이터 워드가 입력되는 경우(S200) 데이터 코딩장치는 입력 데이터 워드를 8비트 단위의 데이터 워드로 그룹핑시킨 후(S202), 그룹핑된 두 개의 8비트 단위 데이터 워드와 1비트의 기준비트를 포함하는 기준블록 코딩을 수행한다(S204).That is, when a data word is input first (S200), the data coding apparatus groups the input data words into 8-bit data words (S202), and then groups the two grouped 8-bit data words and 1-bit reference bits. Reference block coding is performed (S204).
이때 상기 각 기준블록은 데이터 비트 17개를 사용하며, 8개 비트 데이터는 모듈레이션용으로 나머지 첫 번째 하나의 비트는 이어지는 8비트 단위의 두 개의 데이터 워드에 대한 코딩방식을 선택하는 기준 비트로 사용된다. In this case, each reference block uses 17 data bits, and 8-bit data is used for modulation, and the first one bit is used as a reference bit for selecting a coding scheme for two data words in units of 8 bits.
본 발명의 실시 예에서는 각 기준블록의 기준비트의 데이터 값을 검사하여(S206) 기준블록내 첫 번째 기준비트의 테이터값이 "0"인 경우에는 후속되는 8비트 단위의 두 개 데이터 워드에 대해서 첫 번째 8비트 데이터 워드는 1이 4개 포함된 11비트 코딩데이터로의 변환인 A 타입으로 블록 코딩을 수행하고(S208), 두 번째 8비트 데이터 워드는 1이 7개 포함된 11비트 코딩데이터로의 변환인 B 타입으로 블록 코딩을 수행하며, 기준비트의 데이터 값이 "1"인 경우에는 후속되는 8비트 단위의 두 개 데이터 워드에 대해서 첫 번째 8비트 데이터 워드는 1이 7개 포함된 11비트 코딩데이터로의 변환인 B 타입으로 블록 코딩을 수행하고, 두 번째 8비트 데이터 워드에 대해서는 1이 4개 포함된 11비트 코딩데이터로의 변환인 B 타입으로 블록 코딩을 수행하여 입력 데이터 워드에 대한 코딩을 수행하여(S210) 저장매체에 기록을 수행하게 된다(S212).According to an exemplary embodiment of the present invention, when the data value of the reference bit of each reference block is checked (S206) and the data value of the first reference bit in the reference block is "0", two data words of 8-bit units are performed. The first 8-bit data word performs block coding with type A, which is a conversion to 11-bit coded data containing 4 1s (S208), and the second 8-bit data word contains 11 1-bit coded data containing 7 1s. Block coding is performed with type B, which is a conversion to. If the data value of the reference bit is "1", the first 8-bit data word includes 7 1s for two subsequent data words of 8-bit units. Block coding is performed on type B, which is a conversion to 11-bit coded data, and block coding is performed on type B, which is a conversion to 11-bit coded data containing four 1s, for the second 8-bit data word. By performing the coding is performed for the recording on (S210) the storage medium (S212).
상기와 같이 8:11 넌밸런스드 듀얼 웨이트 코딩 수행되어 기록된 데이터는 재생시 CCD에 의해 추출되어 디코딩되게 되는데, 11비트 코딩 수행된 데이터에 대한 원 데이터 디코딩시에는 먼저 8:11 코딩된 기준비트가 포함된 23비트 단위의 기준블록으로 재생 데이터를 분리한 후(S214), 각 기준블록에 포함된 기준비트를 판별한다(S216). 이때 상기 각 블록에 포함된 기준비트의 데이터 값은 A, B 타입이 혼합된 11비트 코딩데이터의 디코딩시 기준비트를 제외한 후속 11비트 코딩데이터의 타입을 판별하는 것에 의해 재생되는데, 즉, 기준비트에 후속되는 11비트씩의 두 개의 데이터 워드 타입이 A, B 타입으로 배열된 경우에는 기준비트는 "0"으로 판별되며, 기준비트에 후속되는 11비트씩의 두 개의 테이터 워드 타입이 B, A 타입으로 배열된 경우에는 기준비트는 "1"로 판별된다.As described above, the data recorded by performing the 8:11 non-balanced dual weight coding is extracted and decoded by the CCD during reproduction. When the original data of the 11-bit coded data is decoded, the 8:11 coded reference bit is first used. After the reproduction data is separated into the reference blocks included in the 23-bit unit (S214), the reference bits included in each reference block are determined (S216). At this time, the data value of the reference bit included in each block is reproduced by determining the type of subsequent 11-bit coded data excluding the reference bit when decoding 11-bit coded data in which A and B types are mixed. If two data word types of 11 bits following are arranged in A and B types, the reference bit is determined as "0", and the two data word types of 11 bits following the reference bit are B and A. When arranged in the type, the reference bit is determined as "1".
위와 같이 기준비트가 판별된 경우, 기준비트의 데이터 값에 따라 기준비트 "0"인 경우에는 각 블록내 후속된 2개의 11비트의 코딩데이터에 대해 A, B 타입 순으로 순차적으로 블록 디코딩을 수행하며(S218), 기준비트가 "1"인 경우에는 각 블록내 후속된 2개의 11비트 코딩데이터에 대해 B, A 타입 순으로 순차적으로 블록 디코딩을 수행하여(S220) 원 데이터를 복원시키게 되는 것이다(S222).When the reference bit is determined as described above, in the case of the reference bit "0" according to the data value of the reference bit, block decoding is sequentially performed in the order of A and B types for two 11-bit coded data in each block. If the reference bit is "1" (S218), block decoding is sequentially performed on two 11-bit coded data in each block in the order of B and A types (S220) to restore the original data. (S222).
상기한 바와 같이 본 발명에서는 8비트 데이터를 표현하기 위해 12 비트를 사용하는 종래 밸런스드 코드와는 달리 11비트로 구현이 가능하여 코드율을 높일 수 있으며, 또한 12비트 중 1의 개수를 6개 선택하는 종래 밸런스드 코딩방법과 달리 1의 개수를 4개를 선택하므로 디코딩시 검출에 의한 에러를 줄일 수 있게 된다.As described above, in the present invention, unlike the conventional balanced code that uses 12 bits to represent 8-bit data, the code rate can be increased by 11 bits, and the number of 1 of 12 bits can be selected. Unlike the conventional balanced coding method, since the number of 1 is selected from four, errors due to detection at the time of decoding can be reduced.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예에서는 홀로그래픽 데이터의 코딩 방법 중 넌밸런스드 듀얼 웨이트 코딩방법 중 8:11 듀얼 웨이트 바이너리 블록 코드를 이용한 예를 설명하였으나, 5:7 듀얼 웨이트 바이너리 블록 코드와 같이 입력 데이터 비트의 수가 홀수로 그룹핑되는 경우에도 5비트로 표현 가능한 데이터가 25 =32 이고, 이를 1의 개수가 3개 또는 4개 포함된 11비트 데이터로 표현할 시 표현 가능한 경우의 수가 7C3=35, 7C4=35이 되므로 5비트 데이터에 대한 7비트 코딩 데이터로의 맵핑이 가능하여 코딩이 가능하여 동일하게 적용이 가능하게 된다. 즉, 입력되는 5비트 단위 두 개의 데이터 워드와 1비트의 기준비트를 1블록으로 그룹핑 한 후, 각 블록내 5비트 데이터에 대해 1의 개수가 3개인 A 타입의 7비트 코드데이터와 1의 개수가 3개인 B 타입의 11비트 코드데이터의 서로 다른 두 가지 타입으로 혼합해서 코딩시킴으로서 8:11 듀얼 웨이트 바이너리 블록 코딩에서와 마찬가지로 밸런싱을 이룰 수 있도록 하는 것이다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Particularly, in the embodiment of the present invention, an example of using an 8:11 dual weight binary block code among non-balanced dual weight coding methods among holographic data coding methods is described. Even when the numbers are grouped in odd numbers, the data that can be represented by 5 bits is 2 5 = 32, and the number of cases that can be represented when 11 bits of data including 3 or 4 numbers of 1 are represented is 7C3 = 35 and 7C4 = 35. Therefore, mapping to 5 bit data to 7 bit coded data is possible, so that coding can be equally applied. That is, two data words and one bit of reference bits are grouped into one block after input, and then the A-type 7-bit code data and the number of 1 are three for five-bit data in each block. By mixing and coding two different types of 11-bit code data of type B of 3, the balancing is achieved as in 8:11 dual weight binary block coding. Therefore, the scope of the invention should be determined by the claims rather than by the described embodiments.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 HDDS 시스템에서 홀로그래픽 데이터 기록을 위한 데이터 코딩 시 8:11 듀얼 웨이트 바이너리 디퍼런셜 코딩을 통해 8비트 데이터를 11비트 코딩 데이터로 변환시키는 것이 가능하도록 구현함으로써, 8비트 데이터를 표현하기 위해 12 비트를 사용하는 종래 밸런스드 코드와는 달리 11비트로 구현이 가능하여 코드율을 높일 수 있는 이점이 있다. 또한 12비트 중 1의 개수를 6개 선택하는 종래 밸런스드 코딩방법과 달리 1의 개수를 4개를 선택하므로 디코딩시 검출에 의한 에러를 줄일 수 있게 되는 이점이 있다.As described above, in the present invention, 8-bit data can be converted into 11-bit coded data through 8:11 dual-weight binary differential coding when coding data for recording holographic data in the HDDS system. Unlike conventional balanced codes that use 12 bits to represent data, 11 bits can be implemented to increase the code rate. In addition, unlike the conventional balanced coding method of selecting 6 of 1 out of 12 bits, the number of 1s is selected so that an error due to detection can be reduced during decoding.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 HDDS 시스템의 개략적인 블록 구성도,1 is a schematic block diagram of an HDDS system to which an embodiment of the present invention is applied;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 HDDS 시스템에서의 넌밸러스드 듀얼 웨이트 코딩/디코딩 처리 흐름도. 2 is a flowchart illustrating a non-balanced dual weight coding / decoding process in an HDDS system according to an exemplary embodiment of the present invention.
Claims (11)
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| KR100812917B1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-03-11 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | Method for modulation of optical information and apparatus for optical information processing by using the same |
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